بازده تخلیه - تخلیه یک سیستم ذخیره سازی باتری LifePO4 یک معیار مهم است که نشان دهنده عملکرد و زنده ماندن اقتصادی آن با گذشت زمان است. ما به عنوان یک تأمین کننده پیشرو در سیستم ذخیره سازی باتری LifePO4 ، ما شاهد دست اول بوده ایم که تغییرات در کارآیی را تخلیه می کنیم و عوامل مؤثر بر این تغییرات را درک می کنیم.
عملکرد اولیه سیستم های ذخیره سازی باتری LifePo4
هنگامی که یک سیستم ذخیره سازی باتری LifePO4 جدید است ، به طور معمول راندمان تخلیه شارژ بالایی نشان می دهد. باتری های LifePo4 به دلیل ساختار شیمیایی پایدار خود شناخته شده اند ، که امکان حرکت کارآمد لیتیوم - یون را در طی فرآیندهای شارژ و تخلیه فراهم می کند. در مراحل اولیه ، راندمان تخلیه شارژ می تواند به 95 ٪ یا حتی بالاتر در برخی از سیستم های با کیفیت بالا برسد. این راندمان بالا به دلیل وضعیت بکر الکترودهای باتری ، الکترولیت و جداکننده است.
الکترودهای موجود در یک باتری LifePo4 جدید دارای ساختار کریستالی چاه هستند. در حین شارژ ، یون های لیتیوم به راحتی می توانند در مواد کاتد (LifePO4) در ارتباط باشند و در حین تخلیه ، آنها می توانند به طور هموار از طریق الکترولیت به آند منتقل شوند و حرکت کنند. الکترولیت ، به شکل خالص خود ، مسیر مقاومت کم برای حمل و نقل یون را فراهم می کند ، و جداکننده به طور موثری از مدارهای کوتاه جلوگیری می کند در حالی که اجازه عبور یون را می دهد.
عوامل مؤثر بر تغییر در شارژ - بازده تخلیه با گذشت زمان
1. تخریب شیمیایی
با گذشت زمان ، تخریب شیمیایی در باتری LifePO4 رخ می دهد. یکی از عوامل اصلی تشکیل یک لایه بین فاز جامد (SEI) بر روی سطح آند است. لایه SEI در طی چرخه بار اولیه - در نتیجه واکنش بین الکترولیت و ماده آند تشکیل می شود. در حالی که لایه SEI برای محافظت از آند در برابر واکنش بیشتر با الکترولیت ضروری است ، می تواند به تدریج با گذشت زمان ضخیم شود. یک لایه SEI ضخیم تر مقاومت در برابر حمل و نقل لیتیوم - یون را افزایش می دهد و باعث کاهش بازده تخلیه می شود.
یکی دیگر از جنبه های تخریب شیمیایی ، از بین رفتن یون های لیتیوم فعال است. در طی چرخه شارژ مکرر - تخلیه ، برخی از یون های لیتیوم می توانند در مواد الکترود به دام بیفتند یا با سایر اجزای باتری واکنش نشان دهند و منجر به کاهش در یونهای لیتیوم موجود برای فرآیند تخلیه بار شوند. این منجر به ظرفیت پایین تر و کاهش کارایی می شود.
2. اثرات دما
دما نقش مهمی در شارژ - بازده تخلیه سیستم های ذخیره سازی باتری LifePO4 دارد. درجه حرارت بالا می تواند واکنشهای شیمیایی موجود در باتری را از جمله تخریب الکترولیت و الکترودها تسریع کند. در دمای بالا ، الکترولیت ممکن است تجزیه شود و منجر به افزایش مقاومت داخلی و کاهش کارایی شود. علاوه بر این ، درجه حرارت بالا می تواند باعث گسترش الکترودها شود که ممکن است منجر به استرس مکانیکی و آسیب به ساختار الکترود با گذشت زمان شود.
از طرف دیگر ، درجه حرارت پایین نیز تأثیر منفی بر کارآیی دارد. در دماهای پایین ، ویسکوزیته الکترولیت افزایش می یابد و تحرک یونهای لیتیوم را کاهش می دهد. این امر باعث می شود که یونها در هنگام شارژ و تخلیه ، بین الکترودها حرکت کنند و در نتیجه بازده تخلیه بار کمتری داشته باشند.
3 عمق تخلیه (وزارت دفاع) و نرخ بار
عمق تخلیه و نرخ بار نیز بر بازده طولانی مدت بار - تخلیه تأثیر می گذارد. تخلیه های عمیق مکرر (DOD بالا) می تواند استرس بیشتری در الکترودهای باتری ایجاد کند. هنگامی که باتری عمیقاً تخلیه شود ، شیب غلظت لیتیوم - یون در الکترودها بزرگ می شود ، که می تواند منجر به تشکیل آبکاری لیتیوم در سطح آند شود. آبکاری لیتیوم یکی از دلایل اصلی از بین رفتن ظرفیت و کاهش راندمان است زیرا می تواند باتری را کوتاه کند و به ساختار الکترود آسیب برساند.
نرخ شارژ بالا نیز می تواند تأثیر منفی داشته باشد. هنگامی که باتری با نرخ بالایی شارژ می شود ، ممکن است میزان انتشار لیتیوم - یون نتواند از جریان شارژ استفاده کند. این می تواند منجر به تجمع لیتیوم - یون در سطح الکترود شود و منجر به بیش از پتانسیل و کاهش کارایی شود.
روند طولانی مدت در مسئولیت - راندمان تخلیه
با افزایش سن سیستم ذخیره سازی باتری LifePO4 ، بازده تخلیه شارژ به طور کلی روند نزولی را نشان می دهد. در چند چرخه اول شارژ - تخلیه ، راندمان ممکن است نسبتاً پایدار باقی بماند و تنها به دلیل شکل گیری اولیه لایه SEI کاهش جزئی دارد. با این حال ، پس از چندین هزار چرخه ، کاهش کارایی برجسته تر می شود.
به طور معمول ، پس از سال 2000 - 3000 شارژ - چرخه تخلیه ، بازده تخلیه بار ممکن است به حدود 90 ٪ - 92 ٪ کاهش یابد. با پایان عمر مفید باتری ، که اغلب به عنوان زمانی تعریف می شود که ظرفیت باتری به 80 ٪ از ظرفیت اولیه آن کاهش می یابد ، راندمان تخلیه شارژ می تواند به 85 ٪ - 88 ٪ باشد.
استراتژی های کاهش برای حفظ بار - کارآیی تخلیه
ما به عنوان یک تأمین کننده سیستم ذخیره سازی باتری LifePO4 ، ما چندین استراتژی برای کاهش کاهش مسئولیت - بازده تخلیه در طول زمان ارائه می دهیم.
1. سیستم مدیریت باتری (BMS)
BMS چاه - طراحی شده برای حفظ شارژ - بازده تخلیه سیستم ذخیره باتری ضروری است. BMS می تواند وضعیت شارژ باتری (SOC) ، وضعیت بهداشت (SOH) ، دما و سایر پارامترها را کنترل کند. این می تواند فرآیندهای بار و تخلیه را کنترل کند تا اطمینان حاصل شود که باتری در محدوده بهینه خود کار می کند. به عنوان مثال ، BMS می تواند نرخ بار و DOD را محدود کند تا از تخلیه بیش از - شارژ و تخلیه بیش از حد جلوگیری کند ، که می تواند استرس روی باتری را کاهش داده و روند تخریب را کند کند.
2. مدیریت حرارتی
مدیریت حرارتی مناسب برای حفظ کارایی بسیار مهم است. ما سیستم های ذخیره سازی باتری را با سیستم های مدیریت حرارتی پیشرفته ، مانند طرح های خنک شده یا خنک کننده مایع یا هوا ارائه می دهیم. این سیستم ها می توانند دمای باتری را در محدوده بهینه ، به طور معمول بین 20 درجه سانتیگراد - 30 درجه سانتیگراد ، نگه دارند تا اثرات منفی درجه حرارت بالا یا پایین بر راندمان تخلیه بار به حداقل برسد.
3. مواد با کیفیت بالا و فرآیندهای تولید
استفاده از مواد با کیفیت بالا در ساخت باتری همچنین می تواند راندمان تخلیه طولانی مدت - مدت طولانی را بهبود بخشد. ما مواد کاتدی LifePo4 با خلوص بالا ، الکترولیتهای با کارایی بالا و جداکننده های قابل اعتماد را منبع می گیریم. فرآیندهای تولید پیشرفته ما از پوشش الکترود یکنواخت و مونتاژ مناسب سلول اطمینان می دهند ، که به حفظ یکپارچگی ساختار باتری با گذشت زمان کمک می کند.
عرضه محصولات و تأثیر آنها بر بار کارآیی - تخلیه
ما طیف وسیعی از سیستم های ذخیره سازی باتری LifePo4 را از جمله ارائه می دهیمباتری ذخیره سازی Rackmountوتذخیره انرژی کانتینربشر ماظرف سیستم ذخیره انرژی LifePo4با آخرین فن آوری ها برای بهینه سازی کارآیی بار - تخلیه طراحی شده است.
باتری های ذخیره سازی Rack - Mount Modular و نصب آن آسان هستند و آنها را برای برنامه های مختلف مناسب می کند. آنها مجهز به BMS پیچیده ای هستند که به طور مداوم نظارت می کنند و فرآیند تخلیه را برای حفظ راندمان بالا تنظیم می کنند. از طرف دیگر ، سیستم های ذخیره انرژی کانتینر برای پروژه های ذخیره انرژی در مقیاس بزرگ طراحی شده اند. آنها از سیستم های مدیریت حرارتی پیشرفته برخوردار هستند تا اطمینان حاصل شود که باتری ها در دمای بهینه کار می کنند و از این طریق بازده تخلیه را در طی یک دوره طولانی حفظ می کنند.
پایان
بازده شارژ - تخلیه سیستم ذخیره سازی باتری LifePO4 به مرور زمان به دلیل عوامل مختلفی از جمله تخریب شیمیایی ، اثرات دما و شرایط تخلیه بار تغییر می کند. با این حال ، با مدیریت مناسب و استفاده از مواد با کیفیت بالا و فن آوری های پیشرفته ، کاهش کارایی قابل کاهش است. ما به عنوان یک تأمین کننده سیستم ذخیره سازی باتری LifePO4 ، ما متعهد هستیم که راه حل های قابل اطمینان و کارآمد برای ذخیره باتری را در اختیار مشتریان خود قرار دهیم. اگر به محصولات ما علاقه مند هستید یا در مورد شارژ سؤالاتی دارید - بازده تخلیه سیستم های ذخیره سازی باتری LifePo4 ما ، لطفاً برای یک بحث دقیق با ما تماس بگیرید و فرصت های احتمالی تهیه را کشف کنید.
منابع
- Arora ، P. ، & White ، Re (1998). عملکرد مقایسه ای کاتدهای LICOO2 ، LINIO2 و LIMN2O4 در سلولهای لیتیوم. مجله انجمن الکتروشیمیایی ، 145 (10) ، 3647 - 3651.
- Dunn ، B. ، Kamath ، H. ، & Tarascon ، JM (2011). ذخیره انرژی الکتریکی برای شبکه: باتری انتخاب. علوم ، 334 (6058) ، 928 - 935.
- Goodenough ، JB ، & Kim ، Y. (2010). چالش های باتری های قابل شارژ LI. شیمی مواد ، 22 (3) ، 587 - 603.